無(wú)跨越架跨越架線施工在跨越公路橋梁施工中的應(yīng)用

何伏生

摘 要：由于500V輸電線路路徑在受地形影響跨越位置剛好處在公路橋梁位置，公路路面距離地面較高，如采用常規(guī)的鋼管或毛竹跨越架存在架體過(guò)高和無(wú)平坦堅(jiān)固的搭設(shè)地基，為了架線過(guò)程中對(duì)公路形成有效保護(hù)，不得不采用無(wú)跨越架跨越架線局部封網(wǎng)的施工工藝。

關(guān)鍵詞：輸電線路；公路橋梁；局部封網(wǎng)；無(wú)跨越架跨越架線

中圖分類號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.前言

在上饒東-信州500kV線路工程施工過(guò)程中，由于8#-9#剛好跨越上鉛快速S522的江家大橋段，跨越位置特殊，橋上公路的交通流量大，不能占用公路搭設(shè)鋼管跨越架，如在橋下搭設(shè)則架體較高，橋下河水較深，并且河床為沉積的細(xì)沙，搭設(shè)地基不牢固，工程施工過(guò)程中不得不采用無(wú)跨越架跨越架線施工工藝。施工過(guò)程中采用在跨越檔兩側(cè)的鐵塔橫擔(dān)下懸掛假橫擔(dān)，在假橫擔(dān)上展放φ18的迪尼瑪主繩，在主繩上展φ50玻璃鋼進(jìn)行封網(wǎng)，形成對(duì)公路的保護(hù)，保證架線施工中導(dǎo)地線展放的安全。

1.工程概況

1.1 工程概況

上饒東～信州500kv線路工程8#-9#在上鉛快速S522的2km+30m處（江家大橋）跨越，導(dǎo)線采用4×JL1/LHA1-210/220鋁合金芯高導(dǎo)鋁絞線；地線采用OPGW-150復(fù)合光纜?？缭綑n距385m，8#塔型為5C1-SZC2，呼高45m，距離公路路基175m左右；9#塔型為5C3-SJ2，呼高33m，路寬23m。線路與公路交叉角89°，公路路面比與8#施工基面高10.7m，9#塔和8#塔下導(dǎo)線掛點(diǎn)高程相比高11.5m。

2.施工方案

2.1施工方案簡(jiǎn)述

8#為雙回路直線塔，9#為雙回路耐張塔。施工過(guò)程中在8#塔橫擔(dān)下20m左右，9#塔橫擔(dān)下13m左右位置懸掛500的鋼抱桿作為假橫擔(dān)，并在假橫擔(dān)左右導(dǎo)線的正下方位置各掛gmww 個(gè)Φ916光纜滑車，各展放2根Φ18迪尼瑪繩主繩。在主繩上用Φ50玻璃鋼對(duì)跨越點(diǎn)進(jìn)行封網(wǎng)。玻璃鋼在封網(wǎng)兩端處采用中穿Φ20的光圓鋼筋做為內(nèi)支撐，其他處中穿Φ8迪尼瑪繩做為內(nèi)支撐。玻璃鋼固定在主繩的方式為在玻璃鋼兩端加掛掛鉤（環(huán)），并由通長(zhǎng)的Φ8迪尼瑪繩作為牽引繩，牽引繩每4m左右做個(gè)結(jié)扣，通過(guò)結(jié)扣把玻璃鋼的掛鉤連成整體，再掛到主繩上，通過(guò)牽引牽引繩，把玻璃鋼封網(wǎng)拖放到被跨越物的正上方位置，來(lái)達(dá)到對(duì)被跨越物的保護(hù)。玻璃封網(wǎng)為局部封網(wǎng)。

2.2 施工計(jì)算

2.2.1封網(wǎng)寬度（Lwn）

封網(wǎng)寬度根據(jù)相關(guān)工藝導(dǎo)則封網(wǎng)寬度左右導(dǎo)線及地線選用6.0m。

Lwn≥n/sinα+ B/tgα+2Lwb=23/sin89°+6/tg89°+20=43m （1）

Lwn—單相導(dǎo)線的封網(wǎng)長(zhǎng)度，m；

n—被跨公路的寬度，m；23米；

B—單相導(dǎo)線的封網(wǎng)寬度，m；取6m；

α—新建線路與被跨越公路交叉角（°），取89°；

Lwb—繩網(wǎng)伸出公路兩邊的保護(hù)長(zhǎng)度，取值為10m。

現(xiàn)場(chǎng)封網(wǎng)玻璃鋼間距為4m左右，故封網(wǎng)長(zhǎng)度（Lwn）取44m。

2.2.2承載索安裝弧垂的計(jì)算

初步選定承載索為Φ18迪尼瑪繩，承載索安裝狀態(tài)下選取10倍安全系數(shù)，承載索的安裝弧垂為：

（2）

經(jīng)計(jì)算 ：f0=1.9（m）

f0 —承載索的空載狀態(tài)弧垂，m；

ω0—空載狀態(tài)承載索單位長(zhǎng)度的重力，N/m；Φ18迪尼瑪繩取0.250kg/m；

H0—承載索空載狀態(tài)的水平張力，N；Φ18迪尼瑪繩破斷拉力為241.4kN。

L—8#與9#的檔距，m；

ψ—承載索的掛點(diǎn)的高差角。8#、9#承載索掛點(diǎn)高差角，ψ=tan-1（承載索掛點(diǎn)高差/檔距）= tan-1（（11.5）/385）=1.7°；

2.2.3封網(wǎng)狀態(tài)下承載索的張力計(jì)算

按孤立檔承載索的狀態(tài)方程式求解封網(wǎng)安裝狀態(tài)下承載索的張力，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，忽略氣溫變化及風(fēng)荷載的影響，采用簡(jiǎn)化拋物線狀態(tài)方程式為：

（3）

E— 承載索（迪尼瑪繩）的彈性模量，N/mm2 ；E=3.2×104 N/ mm2

S— 承載索（迪尼瑪繩）的有效截面積，mm2 ；Φ18迪尼瑪繩S值為193.81mm2 。

ω0—空載狀態(tài)承載索單位長(zhǎng)度的重力，N/m。

ω0=9.8*0.250=2.45（N/m）。

ωf—單根承載索道單位長(zhǎng)度封網(wǎng)裝置的折算的重力，N/m。

由于主承托繩弧垂的最低點(diǎn)處于封網(wǎng)內(nèi)，封網(wǎng)兩端端撐桿受到牽引繩的水平向上的牽引力來(lái)保持封網(wǎng)玻璃鋼之間的距離，由此可知封網(wǎng)的兩端端撐桿與鐵塔的錨固點(diǎn)之間牽引繩的重量全部由鐵塔的錨固點(diǎn)承擔(dān)。

ωf=（13根Φ50mm*6.3mm*6m玻璃鋼*0.013kg+22個(gè)掛鉤（環(huán)）*1kg/個(gè)+2個(gè)Φ20端承鋼筋*14.79kg+11根6m長(zhǎng)Φ8迪尼瑪繩*0.282kg）*9.8N/kg/44m/2+牽引繩比重0.047kg/m* 9.8N/kg=6.57N/m

KZ=KZ2-KZ1 （4）

經(jīng)計(jì)算KZ1 =4.64，KZ2=6.75，KZ=2.11。

m1—自承載索在8#塔的懸掛點(diǎn)至封網(wǎng)一端的水平距離，m，175m-10m=165m。

m2—自承載索在8#塔的懸掛點(diǎn)至封網(wǎng)另一端的水平距離，m，165m+44m=209m。

式（3）采用盛金公式求解：

令

，

，

Δ=81b2+12a3bendprint

，

，

經(jīng)計(jì)算：

a=-23746，b=-4.83*10^11， Δ=9.65*10^25，Y1=-5.17*10^12，Y2=-3.46*10^13，H1=24540 （N）。

封網(wǎng)狀態(tài)承載索的安全系數(shù)：

（5）

經(jīng)計(jì)算：Ka1=9.8>6

2.2.4封網(wǎng)狀態(tài)下承載索安裝馳度的計(jì)算

在局部封網(wǎng)的時(shí)，主承載索局部承擔(dān)均勻荷載ωf，封網(wǎng)的兩端端撐桿在檔中位置的兩側(cè)，因此采用如下公式：

（6）

經(jīng)計(jì)算：f1=2.85（m）

2.2.5 封網(wǎng)狀態(tài)下導(dǎo)線展放張力H2計(jì)算

f2=Δh+f1-S （7）

（8）

經(jīng)計(jì)算： f2=13.85（m），H2=15460（N）。

f2—封網(wǎng)狀態(tài)下導(dǎo)線安全通過(guò)的最大馳度，m；

ωd—單根導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的重量，N/m，11.545N/m；

△h—封網(wǎng)掛點(diǎn)相對(duì)導(dǎo)線掛點(diǎn)下移動(dòng)距離，m；取13m；

S—導(dǎo)線對(duì)封網(wǎng)的安全距離，m，取2m。

cosβ—導(dǎo)線掛點(diǎn)的高差角，m，ψ=tan-1（導(dǎo)線掛點(diǎn)高差/檔距）= tan-1（11.5）/385=1.7°

2.1.6 事故靜載狀態(tài)下承載索的主繩張力計(jì)算

（9）

H3—事故狀態(tài)下，4根子導(dǎo)線同時(shí)掉了到封網(wǎng)上，封網(wǎng)主繩承受的拉力，N。

KZ3=KZ32 -KZ31 （10）

KZ4=KZ42-KZ41 （11）

ωx—事故狀態(tài)下4根子導(dǎo)線掉落到封網(wǎng)上，單根承載索單位長(zhǎng)度封網(wǎng)裝置的折算的重力，N/m，ωX=ωd +ωf ωX =34.278（N/m）；

ωd—單根承載索單位長(zhǎng)度承擔(dān)的導(dǎo)線折算重量，N/m，11.545N/m*2*1.2=27.71N/m，1.2不均勻系數(shù)。

（12）

（13）

（14）

（15）

根據(jù)施工架空輸電線路無(wú)跨越架不停電施工工藝導(dǎo)則（DL/T5301-2013），端撐桿承擔(dān)的集中荷載為的網(wǎng)端與假橫擔(dān)形成的次檔檔距導(dǎo)線重量的3/8，由此可以得到以下公式：

（16）

經(jīng)計(jì)算：

P1=1714（N），P2=1829（N）

n1—掉落到導(dǎo)線的根數(shù)，取4；

n2—封網(wǎng)的主承托繩的跟數(shù)，取2；

Lx—封網(wǎng)端撐桿對(duì)假橫擔(dān)形成端次檔檔距，為m1和L-m2；

K1—導(dǎo)線掉落到封網(wǎng)上的不平衡系數(shù)，取1.2；

同理采用盛金求根公式 ：

令

，

，

經(jīng)計(jì)算得：H3=36238 （N），

事故狀態(tài)封網(wǎng)狀態(tài)承載索的安全系數(shù)：Ka3=6.67≥6，事故狀態(tài)下靜載的迪尼瑪主繩安全系數(shù)大于6滿足規(guī)范要求。

2.2.7事故靜載狀態(tài)下承載索對(duì)公路的垂直距離計(jì)算

（1）事故靜載狀態(tài)下承載索封網(wǎng)的最大馳度

在事故狀態(tài)，封網(wǎng)承受局部均勻荷載ωf和封網(wǎng)兩端集中荷載P1和 P2作用。由于局部封網(wǎng)兩端撐桿在檔中兩側(cè)，最大馳度f(wàn)3采用如下公式：

（17）

經(jīng)計(jì)算：f3=14.07（m）

（2）事故靜載狀態(tài)下跨越點(diǎn)的馳度f(wàn)m2和對(duì)公路垂直距離（y1-y）；

（18）

（y1-y）=（m tanΨ+N-Δh-fm2） （19）

y—公路路面相對(duì)8#施工基面的高差，取10.7m；

N—8#塔導(dǎo)線的掛點(diǎn)相對(duì)8#施工基面高差，取38m；

m—公路相對(duì)封網(wǎng)最低點(diǎn)的水平距離。

當(dāng)

時(shí)，（y1-y）取得最小值，經(jīng)計(jì)算m=153.4m<175m，y由此可知最低點(diǎn)位置不在迪尼瑪封網(wǎng)范圍，因此取m175m。

經(jīng)計(jì)算 fm2= 13.95m， （y1-y）=5.54m>5.5m滿足對(duì)公路距離大于5.5m的要求。

3.施工方案現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

2017年7月2日由江西省送變電建設(shè)公司負(fù)責(zé)對(duì)該跨越處進(jìn)行封網(wǎng)作業(yè)。封網(wǎng)作業(yè)嚴(yán)格按施工方案執(zhí)行，封網(wǎng)前主繩的馳度采用經(jīng)緯儀測(cè)量，封網(wǎng)后封網(wǎng)的馳度與理論計(jì)算值基本接近。

參考文獻(xiàn)

[1] DL/T5301-2013，架空輸電線路無(wú)跨越架不停電施工工藝導(dǎo)則[S].endprint